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차세대 리소그래피용 단파장광원에 마이크로플라스마 응용

전문가 제언: ○ 반도체에 이용하는 리소그래피기술은 나노시대를 열고 있다. 삼성전자 반도체 부문은 최근 40나노 32기가의 트랩플래시개발을 발표하였다. 이 기술은 20나노 256기가까지 적용할 수 있는 혁신적 기술이다. 또한 반도체 집적도가 1년에 2배씩 증가한다는 ‘황의 법칙’은 7년째 입증되었다.

○ 반도체는 고집적화, 고속화, 저전력화, 생산원가의 절감 등 여러 가지 과제가 있으나, 고집적화에서 반도체의 선폭은 물리적, 이론적 한계에 도달할 때까지 계속 줄여나가야만 할 것이다.

○ 고집적화에 따라 선폭이 축소되면 공정의 복잡화, 양산성 확보의 어려움이 증가해 생산성 저하 등의 여러 문제가 동반된다. 리소그래피(노광)는 노광원을 사용해 설계된 웨이퍼 위에 미세회로 패턴을 형성하는 기술이다. 0.1㎛ 이하의 선폭 축소에 따라 단파장광원을 채용한 리소그래피기술을 개발 중이며, 짧은 파장의 노광원은 높은 해상력을 가지며 미세한 회로선 폭을 형성시킬 수 있다.

○ 리소그래피기술은 미세한 선폭의 적용을 위해 광학 리소그래피기술에서 비광학 리소그래피기술로 발전되고 있다. 광학 리소그래피기술은 엑시머 레이저(KrF, ArF: 193~248㎚)를 사용하고 있고, 이 공정의 문제점은 적은 초점깊이, 노출지연, 건식에칭에서 낮은 저항, 고가격 등이다.

○ 이러한 문제점을 개선하기 위해 비광학 리소그래피기술은 전자빔과 극단자외선을 사용하고 있다. 극단자외선(EUV)을 이용한 기술은 현재 가장 짧은 파장을 가지며 차세대 나노리소그래피기술로 알려져 있다.

○ 극단자외선 리소그래피에 이용하는 플라스마 EUV광원 기술개발과 변환효율을 올리는 것이 주요한 과제이며, 주석을 이용한 여러 연구가 발표되었다. 우리나라가 계속적으로 반도체 부문에서 선두를 지켜나가기 위해 많은 노력이 필요할 것이며, 이중 플라스마 EUV광원에 대한 연구도 중요하다고 생각되어 관련자들의 관심이 있기를 기원한다.

저자: Takeshi Higashiguchi, Shoichi Kubodera
자료유형: 학술정보